JP2009103492A

JP2009103492A - 血液分析装置およびプログラム

Info

Publication number: JP2009103492A
Application number: JP2007273631A
Authority: JP
Inventors: Masato Kimura; 正人木村
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2007-10-22
Filing date: 2007-10-22
Publication date: 2009-05-14

Abstract

【課題】誤判定を防止すると共に操作者の負担を軽減することができる血液分析装置およびプログラムを提供する。
【解決手段】画像処理部１４は、ビデオカメラ１０から画像データを入力する信号入力部１５と、画像データを処理するデータ処理部１８と、画像データを記憶する記憶部１９とを備えている。画像データ処理部１８は、血液の反応像の輪郭を抽出する抽出処理部１８ａと、輪郭上の２点を結ぶ線分上の点が、輪郭を構成する塊の内部の点であるかどうかを判定し、判定結果に基づいて、血液に由来しない像を検知する検知処理部１８ｂとを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、凝集反応用の試薬が混入した血液を撮像して得た画像データに基づいて血液の凝集／非凝集を判定する血液分析装置に関する。また、本発明は、本血液分析装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムにも関する。

臨床検査において、血液中に含まれる成分と特異的に結びつくことで凝集反応を生じる血球粒子、ラテックス粒子、炭素粒子等の試薬を用いて血液を凝集反応させ、その凝集反応を光学的に測定して得た凝集パターンを判別して、血液成分（赤血球、白血球、血小板、リンパ球等）、血清成分（各種抗体、抗原、特異蛋白、ビールス等）、および異物を検出・分析することが行われている。凝集／非凝集の判定は、少量であるならば、目視によることも行われているが、大量処理には不向きである。そこで、大量処理が必要な場合には、検体の分取から反応・判定までを自動的に行うことができる自動血液分析装置が用いられている。

このような凝集／非凝集の判定方法として種々の方法が提案されている。例えば特許文献１には、被検粒子の反応パターンの中心部と周辺部との境界部の測定データを抽出してその変化率を求め、その変化率に基づいて凝集／非凝集を判定する方法が記載されている。この方法は、他のものに比べて感度が高く、凝集力の弱い凝集パターンでも正確に判定できるものである。
特開２００１−１３３３９８号公報

しかしながら、上記の判定方法においては、反応パターンに泡等の異物が混入した際に、それがノイズになり誤判定を生じる可能性があるという問題がある。このため、装置の操作者が目視その他の方法により判定結果をチェックして補正する必要があり、操作者の負担が増大するという問題もある。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、誤判定を防止すると共に操作者の負担を軽減することができる血液分析装置およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、凝集反応用の試薬が混入した血液を撮像して得た画像データに基づいて前記血液の凝集／非凝集を判定する血液分析装置において、前記血液の反応像の輪郭を抽出する抽出処理部と、前記輪郭上の２点を結ぶ線分上の点が、前記輪郭を構成する塊の内部の点であるかどうかを判定し、判定結果に基づいて、前記血液に由来しない像を検知する検知処理部とを有することを特徴とする血液分析装置である。

また、本発明の血液分析装置において、前記検知処理部は、前記輪郭上の２点を結ぶ線分上の１以上の点が前記塊の内部の点ではないと判定した場合に、前記血液に由来しない像を検知したと判定することを特徴とする。

また、本発明は、凝集反応用の試薬が混入した血液を撮像して得た画像データに基づいて前記血液の凝集／非凝集を判定する血液分析装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムにおいて、前記血液の反応像の輪郭を抽出する抽出処理部と、前記輪郭上の２点を結ぶ線分上の点が、前記輪郭を構成する塊の内部の点であるかどうかを判定し、判定結果に基づいて、前記血液に由来しない像を検知する検知処理部ととして前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラムである。

また、本発明のプログラムにおいて、前記検知処理部は、前記輪郭上の２点を結ぶ線分上の１以上の点が前記塊の内部の点ではないと判定した場合に、前記血液に由来しない像を検知したと判定することを特徴とする。

本発明によれば、血液に由来しない像を検知することによって、誤判定を防止すると共に操作者の負担を軽減することができるという効果が得られる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態による血液分析装置の構成を示している。本実施形態では、血液を収容する反応容器としてマイクロプレート１１を用いる。図２に示すようにマイクロプレート１１には、円錐状に窪んだ底面を有するウェル１１ａがマトリクス状に多数形成されている。各ウェル１１ａに血液が収容され、さらに凝集反応用の試薬が混入される。また、マイクロプレート１１は、蛍光灯電源１３に接続された蛍光灯１２によって底面側から照明される。蛍光灯１２によって照明されたマイクロプレート１１の各ウェル１１ａの底面の像は、ビデオカメラ１０（撮像装置）によって順次撮像される。ビデオカメラ１０は、撮像によって得た画像データを画像処理部１４に供給する。

画像処理部１４は、ビデオカメラ１０から画像データを入力する信号入力部１５と、画像データを処理するデータ処理部１８と、画像データを記憶する記憶部１９とを備えている。データ処理部１８は、画像データに基づいてウェル１１ａの底面像の中心部と周辺部との境界部における透過光量の変化率の平均値を求め、その平均値を基準値と比較して凝集／非凝集を判定する。また、データ処理部１８は、血液の反応像の輪郭を抽出する抽出処理部１８ａと、正常像と、血液に由来しない泡や異物等を含む異常像とを検知する検知処理部１８ｂとを有している。マイクロプレート１１とビデオカメラ１０とを水平面内で２次元方向に相対的に移動させながら、各ウェル１１ａの底面の画像データが順次取り込まれる。表示部１６は、データ処理部１８によって得られた判定結果等を表示する。入力部１７は操作者の入力操作を受け付ける。

図８および図９は、上記の構成による血液分析装置が取り込んだ画像の代表例を示している。図８は典型的な非凝集像を示しており、図９は典型的な凝集像を示している。画像処理により、凝集像と非凝集像が区別される。また、本実施形態では、泡等の異物の有無を判定することが可能な方法を採っている。

以下、本実施形態における異物の有無の判定手順を説明する。図３〜図５は判定の概略手順を示している。まず、図３を参照しながら、正常な非凝集像を用いた場合の判定の一例を説明する。画像内に設定された処理エリア３００内で塊３１０のエッジ３２０が検出され、細線化される。エッジ３２０によって、処理エリア３００内の領域が塊３１０の内部の領域３３０ａと外部の領域３３０ｂとに分けられる。続いて、エッジ３２０上の任意の２点を結ぶ線分３４０が領域３３０ａと３３０ｂのどちらを通るのかが判定される。図３に示す例では、全ての線分３４０が領域３３０ａを通り、領域３３０ｂを通ることにより、得られた画像が正常像であると判定される。

次に、図４を参照しながら、泡が混入した凝集像を用いた場合の判定の一例を説明する。画像内に設定された処理エリア４００内で塊４１０のエッジ４２０ａ，４２０ｂが検出され、細線化される。エッジ４２０ａ，４２０ｂによって、処理エリア４００内の領域が塊４１０の内部の領域４３０ａと外部の領域４３０ｂ，４３０ｃとに分けられる。続いて、エッジ４２０ａ上の任意の２点を結ぶ線分４４０が領域４３０ａと領域４３０ｂ，４３０ｃのどちらを通るのかが判定される。図４に示す例では、線分４４０の一部が領域４３０ｂまたは領域４３０ｃを通ることにより、得られた画像が正常像ではないと判定される。

次に、図５を参照しながら、泡が混入した凝集像を用いた場合の判定の一例を説明する。画像内に設定された処理エリア５００内で塊５１０のエッジ５２０ａ，５２０ｂが検出され、細線化される。エッジ５２０ａ，５２０ｂによって、処理エリア５００内の領域が塊５００の内部の領域５３０ａと外部の領域５３０ｂ，５３０ｃとに分けられる。続いて、エッジ５２０ａ上の任意の２点を結ぶ線分５４０が領域５３０ａと５３０ｂ，５３０ｃのどちらを通るのかが判定される。図５に示す例では、線分５４０の一部が領域５３０ｂまたは領域５３０ｃを通ることにより、得られた画像が正常像ではないと判定される。

次に、本実施形態における異物の有無の詳細な判定手順を説明する。図６は、データ処理部１８が有する検知処理部１８ｂの構成を示している。画素情報記憶部１８０は、得られた画像の画素情報を記憶する。この画素情報は、画素の座標情報と、画素が塊の内部、エッジ上、塊の外部のいずれに位置するのかを示す画素識別情報とを含んでいる。線分演算部１８１は、エッジ上の２点を通る線分（または直線）の式を演算する。判定部１８２は、得られた画像が正常像であるか否かを判定する。

以下、図７を参照しながら、異物の有無の詳細な判定手順を説明する。信号入力部１５に入力された画像データは記憶部１９に格納される。データ処理部１８は記憶部１９から画像データを読み出し、以下の処理を実行する。まず、データ処理部１８は画像の輝度に基づいて判定対象の処理エリア内の塊を探し（ステップＳ１００）、塊の有無を判定する（ステップＳ１０１）。

塊がなかった場合には、検知処理部１８ｂの判定部１８２は、得られた画像が正常像であると判定し（ステップＳ１１１）、処理を終了する。また、塊があった場合には、判定部１８２は、発見された塊の中で最大のものを抽出する（ステップＳ１０２）。このとき、得られた画像の各画素が塊の内部と外部のどちらに位置するのかを示す画素識別情報が画素情報記憶部１８０に格納される。塊の内部／外部の判定は、画素の輝度に基づいて行われる。

続いて、抽出処理部１８ａは、塊を含む四角形（前述した処理エリアを構成する四角形）を求め（ステップＳ１０３）、その四角形内の画像に対して、エッジを検出して強調する処理を行い（ステップＳ１０４）、画像を２値化する（ステップＳ１０５）。さらに、抽出処理部１８ａは細線化処理を行う（ステップＳ１０６）。これにより、反応像のエッジ（輪郭）のみが抽出される。このとき、細線化処理後のエッジ上の画素については、当該画素の画素識別情報がエッジ上を示すように、画素情報記憶部１８０内の画素識別情報が書き換えられる。

続いて、検知処理部１８ｂは、エッジを構成する閉曲線上の任意の２点を結ぶ線分上の点が塊の内部／エッジ上／塊の外部のいずれに位置するのかを判定する（ステップＳ１０７）。具体的には、ステップＳ１０７では以下の処理が行われる。線分演算部１８１は、画素情報記憶部１８０に格納されている画素情報を読み出し、画素識別情報がエッジ上を示している２つの画素を選択する。以前に選択された画素については、選択済みのフラグが立っており、選択対象から除外される。また、今回選択した画素については、選択済みのフラグが立つ。

線分演算部１８１は、選択した２つの画素を通る線分の式を算出し、その情報（あるいはその線分が通る画素の座標情報）を判定部１８２に通知する。判定部１８２は、線分演算部１８１が算出した線分が通る画素のうち、線分演算部１８１によって選択された２つの画素の間に位置する全ての画素に関する画素識別情報を画素情報記憶部１８０から読み出し、画素識別情報に基づいて各画素の位置を判定する。以上がステップＳ１０７の処理内容である。

続いて、判定部１８２は、線分演算部１８１が算出した線分が通る画素のうち、線分演算部１８１によって選択された２つの画素の間に位置する全ての画素が塊の内部の画素であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。一部の画素がエッジ上または塊の外部の画素であった場合には、判定部１８２は、得られた画像が異常像であると判定し（ステップＳ１０９）、処理を終了する。

また、全ての画素が塊の内部の画素であった場合には、判定部１８２は、画素識別情報がエッジ上を示している画素の選択済みのフラグの有無を確認し、エッジ上の全ての画素について処理を行ったか否かを判定する（ステップＳ１１０）。選択済みのフラグが立っていない画素がある場合には、処理がステップＳ１０７に戻る。また、全ての画素に選択済みのフラグが立っている場合には、判定部１８２は、得られた画像が正常像であると判定し（ステップＳ１１１）、処理を終了する。

上述したように、本実施形態によれば、血液に由来しない異物による像を自動で検知することによって、誤判定を防止すると共に操作者の負担を軽減することができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、画像処理部１４の動作および機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行させてもよい。

ここで、「コンピュータ」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上述したプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータから、伝送媒体を介して、あるいは伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように、情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上述したプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能を、コンピュータに既に記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

本発明の一実施形態による血液分析装置の構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態におけるマイクロプレートの外観図である。本発明の一実施形態における異物の有無の判定手順を説明するための参考図である。本発明の一実施形態における異物の有無の判定手順を説明するための参考図である。本発明の一実施形態における異物の有無の判定手順を説明するための参考図である。本発明の一実施形態による血液分析装置が備える検知処理部の構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態による血液分析装置の動作の手順を示すフローチャートである。典型的な非凝集像を示す参考図である。典型的な凝集像を示す参考図である。

符号の説明

１０・・・ビデオカメラ、１１・・・マイクロプレート、１１ａ・・・ウェル、１２・・・蛍光灯、１３・・・蛍光灯電源、１４・・・画像処理部、１５・・・信号入力部、１６・・・表示部、１７・・・入力部、１８・・・データ処理部、１８ａ・・・抽出処理部、１８ｂ・・・検知処理部、１９・・・記憶部、１８０・・・画素情報記憶部、１８１・・・線分演算部、１８２・・・判定部

Claims

凝集反応用の試薬が混入した血液を撮像して得た画像データに基づいて前記血液の凝集／非凝集を判定する血液分析装置において、
前記血液の反応像の輪郭を抽出する抽出処理部と、
前記輪郭上の２点を結ぶ線分上の点が、前記輪郭を構成する塊の内部の点であるかどうかを判定し、判定結果に基づいて、前記血液に由来しない像を検知する検知処理部と、
を有することを特徴とする血液分析装置。
前記検知処理部は、前記輪郭上の２点を結ぶ線分上の１以上の点が前記塊の内部の点ではないと判定した場合に、前記血液に由来しない像を検知したと判定することを特徴とする請求項１に記載の血液分析装置。
凝集反応用の試薬が混入した血液を撮像して得た画像データに基づいて前記血液の凝集／非凝集を判定する血液分析装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムにおいて、
前記血液の反応像の輪郭を抽出する抽出処理部と、
前記輪郭上の２点を結ぶ線分上の点が、前記輪郭を構成する塊の内部の点であるかどうかを判定し、判定結果に基づいて、前記血液に由来しない像を検知する検知処理部と、
として前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
前記検知処理部は、前記輪郭上の２点を結ぶ線分上の１以上の点が前記塊の内部の点ではないと判定した場合に、前記血液に由来しない像を検知したと判定することを特徴とする請求項３に記載のプログラム。